无线通信系统迭代均衡算法的研究

论文摘要

未来无线通信的发展趋势是带宽、调制阶数的不断增加,并要求能够支持高的终端移动性和传输质量,提供高的频谱利用率和用户数据速率。在这种情况下,无线信道中通常同时出现频率选择性衰落和时间选择性衰落。传统均衡器无法有效地同时对抗这两种信道衰落,而Turbo均衡技术作为一种联合信道均衡和信道译码的方法,能有效地对抗符号间干扰(ISI),提供迭代增益,提高接收机的整体性能。因此,本文根据下一代无线通信系统的设计要求,分别对单载波和OFDM系统的Turbo均衡算法进行了研究。对于单载波系统,本文将Turbo原理与频域均衡思想结合起来,给出了单载波频域迭代均衡的算法,并将其扩展应用到QPSK和16QAM等高阶调制方式中,从而保证在低复杂度和高系统性能的条件下,提高带宽利用率,实现高比特速率的高质量传输。对于OFDM系统,本文提出了一种迭代接收机的结构,它将信道估计器、均衡器以及译码器相结合,构成一个更大的信息反馈体系。它的优势在于,一方面充分发挥了OFDM调制技术本身具有的对抗频率选择性衰落,降低符号间干扰(ISI)的特点;另一方面Turbo频域均衡算法的引入,使其能够进一步提高系统灵敏度。同时,将信道估计过程引入迭代环路中,可以使信道估计值不断精确,进而改善系统整体性能。本文最后通过仿真展示了该方案的优越之处。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 插图索引
• 英文缩略语表
• 第一章 绪论
• 1.1 无线通信技术的发展
• 1.2 本课题的研究意义
• 1.3 作者所做的工作和本文的贡献
• 1.4 本文的篇章结构
• 第二章 无线通信中的均衡技术
• 2.1 引言
• 2.2 均衡技术
• 2.2.1 无线移动信道的特性
• 2.2.2 系统传输模型
• 2.2.3 均衡技术的分类
• 2.2.4 均衡器的结构
• 2.3 Turbo 均衡原理
• 2.3.1 系统传输模型
• 2.3.2 Turbo 均衡的基本原理
• 2.3.3 交织器
• 2.3.4 Turbo 均衡算法
• 2.3.5 迭代译码停止准则
• 2.4 本章小结
• 第三章 Turbo 均衡在单载波系统中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 单载波频域均衡概述
• 3.3 单载波Turbo 频域均衡方案
• 3.3.1 系统模型和数据帧结构
• 3.3.2 Turbo 频域均衡算法——BPSK 调制方式
• 3.3.3 Turbo 频域均衡在高阶调制下的扩展算法
• 3.4 仿真结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 Turbo 均衡在OFDM 系统中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 OFDM 系统概述
• 4.2.1 OFDM 系统模型及原理
• 4.2.2 OFDM 系统的关键技术
• 4.3 OFDM 系统的迭代接收机设计
• 4.3.1 系统模型和数据帧结构
• 4.3.2 迭代信道估计算法
• 4.3.3 频域迭代均衡算法
• 4.4 仿真结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 对未来工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
• 攻读学位期间所申请的专利